
Princípios de cinemática de partículas para engenheiros
Publicado el 12 de marzo de 2025.
El libro “Principios de cinemática de partículas para ingenieros”, está
dirigido principalmente a los estudiantes de pregrado en ingeniería mecánica, o
de alguna disciplina afín, o para cualquier profesional interesado en disponer de
una herramienta metodológica que apoye la comprensión, solución y validación
de resultados en problemas de ingeniería relacionados con el movimiento de los
cuerpos, sin detallar las causas que lo producen. El libro incluye la descripción
de la cinemática de un cuerpo o un conjunto de cuerpos, con enfoque vectorial,
cuyo comportamiento dinámico podría tratarse como el de una partícula o de un
cuerpo rígido, con movimiento lineal, curvilíneo, o combinación de ambos, para
diferentes intervalos de tiempo. Para la solución de los problemas, se requiere
de la selección adecuada de un sistema de referencia fijo o en movimiento:
cartesiano, normal-tangencial, polar-cilíndrico, utilizando diferentes herramientas
del cálculo, álgebra lineal, geometría, trigonometría y física, considerando los
principios de Newton.
Como valor agregado que propone el libro en la solución de los problemas
de cinemática, se presenta una metodología desarrollada en varios pasos
secuenciales que caracterizan la cinemática del cuerpo: 1) un primer paso inicia
con la comprensión, análisis e interpretación detallada de los requerimientos del
problema; 2) un segundo paso plantea un modelo físico o modelo gráfico del
comportamiento dinámico, que describe el movimiento simplificado del cuerpo;
3) un tercer paso formula y resuelve de manera analítica, mediante ecuaciones
matemáticas, el movimiento del cuerpo; 4) un cuarto paso, para la metodología
propuesta, permite realizar la interpretación y validación de los resultados
obtenidos, de acuerdo con el modelo físico y con las ecuaciones analíticas
planteadas para la solución del problema.
Se resalta que, la metodología propuesta enfatiza en la necesidad de
describir gráficamente y mediante un modelo cinemático, la geometría que
caracteriza el movimiento del cuerpo, durante el intervalo de tiempo, para
una situación particular, utilizando un sistema de referencia específico. De
esta manera, se evita en una primera instancia la aplicación memorística de
ecuaciones cinemáticas aisladas, sin un análisis detallado y la construcción
previa de un modelo descriptivo que sintetice el comportamiento del cuerpo. En
este sentido, las ecuaciones analíticas utilizadas para la solución del problema
deben representar de manera coherente el movimiento del cuerpo material en
armonía con el modelo físico (cinemático), y simultáneamente permite fortalecer
la capacidad crítica deductiva y/o inductiva para la solución de problemas de
ingeniería.
Finalmente, se menciona que las variables de interés para abordar los
problemas de cinemática de la partícula, corresponden a: desplazamiento,
velocidad y aceleración en función del tiempo. Dicha variación permite
caracterizar el movimiento lineal, curvilíneo, tridimensional, del cuerpo material
para diferentes intervalos de tiempo con aceleración constante, aceleración
variable (acelerado, desacelerado). Esta caracterización del movimiento se
presenta en una dirección (un solo eje, 1D), dos direcciones (dos ejes, en un
plano, 2D) o tres direcciones (tres ejes, en el espacio, 3D), dependiendo del
sistema de referencia elegido (cartesiano, polar-esférico, normal-tangencial o
cilíndrico).
Princípios de cinemática de partículas para engenheiros
DOI: https://doi.org/10.22533/at.ed.541251103
ISBN: 978-65-258-3154-1
Palavras-chave: 1. Cinemática. I. García-Monsalve, Germán Leonardo (Organizadores). II. Vanegas-Molina, Nelson Antonio (Organizadores). III. Título.
Ano: 2025
Número de páginas: 86